Statistical analysis for the study of high energy particles decays

In this work we propose a method to improve the estimates of the angular distributions of the electron in the W- boson rest frame through functional analysis, working with data generated by Phantom, a Monte Carlo event generator, simulating the collisions that occur in the Large Hadron Collider (LHC). Our efforts were dedicated to analyze products of the decay of W- in Vector Boson Scattering (VBS) under different polarization and considering two models, i.e. Standard Model and an alternative one, in order to determine the cross-sections of the polarized events through linear regression. In the first part of the work we explain the preprocessing phase in order to carry out the analysis in R. In the second part, after having proved the equality in the shape of the polarized distributions of the different models with the Kolmogorov-Smirnov test, we build the estimates with B-splines initially by hand and then through the freeknotsplines package in order to prove the robustness of our procedure. In the end we use the spline estimates to recover the cross-sections of the polarized distributions.

Nel nostro elaborato viene proposto un metodo per migliorare tramite analisi funzionale le stime delle distribuzioni angolari dell’elettrone nel sistema di riferimento del bosone W-. Il lavoro si basa su dati generati da Phantom, un generatore di eventi tramite metodo Monte Carlo, simulanti le collisioni che si verificano al Large Hadron Collider (LHC). Particolare importanza è stata dedicata all’analisi dei prodotti del decadimento del bosone W- nel Vector Boson Scattering (VBS) con differenti polarizzazioni e considerando due modelli di generazione, i.e. Standard Model e uno alternativo, con lo scopo di determinare le cross-section degli eventi polarizzati tramite regressione lineare. Nella prima parte del lavoro viene spiegata la fase di preprocessing dei dati necessaria per condurre le analisi in R. Nella seconda parte, dopo aver dimostrato l’uguaglianza delle forme delle distribuzioni polarizzate per modelli differenti con il test di Kolmogorov-Smirnov, abbiamo costruito delle stime B-spline in un primo momento manualmente e successivamente utilizzando il pacchetto freeknotsplines per provare la robustezza del procedimento. Infine usando le stime spline sono state determinate le cross-section delle distribuzioni polarizzate.